1

B KHOA HC VÀ CÔNG NGH VIN T NG HÓA KTQS

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.03/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP
KT QU KHOA HC CÔNG NGH  TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TỰ ĐỘNG LÀM
SẠCH BỀ MẶT( BẰNG CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG HẠT NIX )
VÀ SƠN THÀNH VỎ TÀU NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
MÔI TRƯỜNG
ĐỀ TÀI KC 03.10/06-10

Ch nhim  tài/d án C quan ch trì  tài/d án
(ký tên) (ký tên và óng du) Ban ch nhim chng trình B Khoa hc và Công ngh
(ký tên) (ký tên và óng du khi gi lu tr) 8439 Hà Nội-2010

a ch nhà riêng: Nhà A3 khu tp th a chính, Trung Kính, Hà Ni
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án :
Tên t chc ch trì  tài: Vin T ng hóa KTQS
in thoi: Fax: 04.38234985
3
E-mail:
Website:
a ch: 89B –Lý Nam - Hoàn Kim – Hà Ni
H và tên th trng t chc: Nguyn V
S tài khon: 931-02-069
Ngân hàng: Kho bc nhà nc Hoàn Kim , Hà Ni
Tên c quan ch qun  tài:Vin KH&CN Quân S
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án
- Theo Hp ng ã ký kt: t tháng 04/ 2008 n tháng 04/2010
- Thc t thc hin: t tháng 07/2008 n tháng 10/2010
- c gia hn (nu có):
- Ln 1 : t tháng 04/2010 n tháng 09/2010
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí
a) Tng s kinh phí thc hin: 3.200tr., trong ó:
+ Kính phí h tr t SNKH: 3.200tr..
+ Kinh phí t các ngun khác: 0 tr..
+ T l và kinh phí thu hi i vi d án (nu có): 119,5 Tr
b) Tình hình cp và s dng kinh phí t ngun SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng,
nm)

2 Nguyên, vt liu,
nng lng
1854 1854

3 Thit b, máy
móc
150 150

4 Xây dng, sa
cha nh
0 0

5 Chi khác 292 292

Tổng cộng 3.200 3.200

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án
(Lit kê các quyt nh, vn bn ca c quan qun lý t công on xác nh nhim v,
xét chn, phê duyt kinh phí, hp ng, iu chnh (thi gian, ni dung, kinh phí thc
hin nu có); vn bn ca t chc ch trì  tài, d án (n, kin ngh iu chnh,
nu có)
Số

TT
Số, thời gian ban hành
văn bản
Tên văn bản
Ghi
chú
1 S 3071/Q- BKHCN

ngày 25/3/2010
iu chnh thi gian thc hin  tài
6

S 525/VPCTT-THKH
ngày 21/10/2010
iu chnh kinh phí thc hin  tài
do không thc hin hp tác quc t 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án
S
TT
Tên t chc
ng ký theo
Thuyt minh
Tên t chc ã
tham gia thc
hin
Ni dung
tham gia
ch yu
Sn phm ch
yu t c
Ghi
chú*
1 Công ty TNHH
nhà nc mt
thành viên óng
tàu Phà rng

chú*
1 ThS. Trn Ngc
Bình
ThS. Trn
Ngc Bình
Ch nhim 
tài

2 ThS. Ngô c
Dng
ThS. Nguyn
thu Hin
Th ký  tài
6
3 ThS. Lê Vit
Hng
ThS. Lê Vit
Hng
Thc hin 
tài

4 ThS. Nguyn
Trung Kiên
ThS. Nguyn
Trung Kiên
Thc hin 
tài

5 ThS. Nguyn
Vn c


10 KS. Trnh Vn
B
KS. Trnh Vn
B
Thc hin 
tài
- Lý do thay i ( nu có): Mt s ng chí do bn công tác nên không th thc
hin các nhim v chính ca  tài
6. Tình hình hợp tác quốc tế
S
TT
Theo k hoch
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm, tên tổ chức
hợp tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )
Thc t t c
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm, tên tổ chức
hợ
p tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )
Ghi chú*
1 Hp tác quc t :119,5tr Không thc hin
- Lý do thay i ( nu có): Vic hp tác quc t không thc hin do nhóm  tài
ã tìm hiu và nm vng các ni dung liên quan qua các chuyn công tác nc

(11/2008)
Xây dng ch tiêu thit b, gii
pháp ch to cabin lc bi
(20/12/08)

4 Phân tích c s thc tin và c
s lý thuyt, xây dng ch tiêu
thit b, gii pháp ch to h
thng iu khin xe nâng
(07/2009)
Phân tích c s thc tin và c
s lý thuyt, xây dng ch tiêu
thit b, gii pháp ch to h
thng iu khin xe nâng
(28/07/2009)

5 Thit k ch to trung tâm iu
khin h thng (09/2009)
Thit k ch to trung tâm
iu khin h thng (22/09/09) 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu
(Nêu ti mc 15 ca thuyt minh, không bao gm: Hi tho khoa hc, iu tra
kho sát trong nc và nc ngoài)
Thi gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
S
TT

nghiên cu
.
4/2008 -
9/2008
7/2008-
9/2008 Công vic 3: Thu thp, biên dch
các tài liu v các thông s
chun ca thit b o lng, h
iu khin s s dùng trong ch
to.
4/2008-
9/2008
7/2008-
9/2008 Công vic 4: Xây dng thit k
tng th h thng thit b: Mô
hình, gii pháp, ch tiêu thit b .
9/2008 –
12/2008
9/2008 –
12/2008

2
Nội dung 2: Nghiên cứu thiết
kế chế tạo hệ tay máy thao tác

Công vic 4: Nghiên cu, thit
k, ch to c cu chuyn ng
quay ca tay máy theo mt
phng ngang.
5/2008-
10/2008
10/2008-
12/2008

9

Công vic 5: Nghiên cu, thit
k, ch to c cu chuyn ng
quay ca tay máy theo mt
phng ng.
5/2008-
11/2008
10/2008-
02/2009 Công vic 6: Nghiên cu, thit
k, ch to c cu chuyn ng
tin lùi ca tay .
5/2008-
12/2008
09/2008-
02/2009
Công vic 10: Nghiên cu, thit
k, ch to khi công sut iu
khin tay máy.
06/2008 -
01/2009
10/2008 -
04/2009 Công vic 11: Thit k giao din
ngi/ máy, cách thc iu
khin tay máy.
06/2008 -
02/2009
10/2008 -
05/2009 Công vic 12: Nghiên cu, thit
k, ch to b o góc quay và 
dài chuyn ng tay máy s
dng Encorder
05/2008 -
09/2008
10/2008 -
02/2009 Công vic 13: Xây dng thut
toán x lý và iu khin tay máy

thut ca ch to tay máy.
04/2009 08/2009
3 Nội dung 3: Thiết kế chế tạo
Cabin lọc bụi
- Công vic 1: Mua sm thit b
04/2008 -
05/2009
09/2008 -
05/2009 - Công vic2: La chn các
phng pháp và thit b  làm
sch khí,tin hành tính toán 
chn phng án ti u hiu sut
lc bi cho Cabin
04/2008 -
10/2008
07/2008 -
10/2008 - Công vic 3: Nghiên cu gii
pháp thu nhn và truyn hình
nh vi iu kin trong cabin.
11/2008 -
04/2009
- Công vic 7: Nghiên cu thit
k ch to h thng t ng iu
khin nhit  trong Cabin
06/2008 -
09/2008
07/2008 -
12/2008 - Công vic 8: Nghiên cu, thit
k, ch to h thng lc bi
Cabin
04/2008 -
11/2008
08/2008 -
12/2008 - Công vic 9: Ch to cabin và
lp t các thit b thành phn.
10/2008 -
05/2009
10/2008 -
05/2009 - Công vic 10: Vit chng
trình iu khin chuyên dng

- Công vic 2: La chn các
phng pháp và thit b thay th
trong xe nâng áp ng yêu cu
iu khin
01/2009 -
06/2009
02/2009 -
06/2009 - Công vic 3: Nghiên cu, thit
k ch to h thng xác nh v
trí, khong cách gia xe nâng và
thành v tàu s dng h u o
siêu âm.
02/2009 -
10/2008
02/2009 -
10/2008 - Công vic 4: Nghiên cu
phng pháp o và iu khin v
trí nâng h theo úng yêu cu
thc t .
03/2009 -
10/2009
03/2009 -
11/2009


04/2009 -
10/2009
04/2009 -
11/2009 - Công vic 9: Vit chng trình
iu khin xe nâng
07/2009 -
11/2009
07/2009 -
02/2010 - Công vic 10: Kim tra, th
nghim ánh giá kt qu
09/2009 -
11/2009
09/2009 -
02/2010

12
5 Nội dung 5: Nghiên cứu tích
hợp, đồng bộ hệ thống máy tự
động làm sạch và sơn thành vỏ
tàu - Công vic 1: Mua sm thit b.
01/2009 -

b.
03/2009 -
10/2009
03/2009 -
10/2009

- Công vic 5: Nghiên cu các
phng pháp chng nhiu trong
truyn nhn tín hiu iu khin
trong thc t.
03/2009 -
10/2009
03/2009 -
12/2009

- Công vic 6: Nghiên cu, thit
k ch to h thng t ng qun
và nh cáp iu khin trong
chuyn ng ca xe.
02/2009 -
11/2009
02/2009 -
12/2009

- Công vic 7: Tích hp h thng
theo úng các chc nng  ra
07/2009 -
12/2009
07/2009 -
04/2010
Công vic 4: Th nghim hiu
chnh h thit b trong thc t.
12/2009 -
03/2010
12/2009 -
06/2010 Công vic 5: Hoàn thin thit k
sau th nghim.
01/2010 -
04/2010
04/2010 -
07/2010 Công vic 6: Hoàn thin thit b
sau th nghim.
01/2010 -
04/2010
04/2010 -
07/2010

7 Nội dung 7: Viết báo cáo và
bảo vệ đề tài.

b 01 -  sch b mt
t tiêu chun
SA.25 (Tiêu chun
Vit nam TCXDVN
334: 2005 )
- Kh nng lc bi:
theo tiêu chun VN
5339-2005 vi hiu
sut thu hi > 90%;
- Nng sut thit b
làm sch t c
ln nht là
12m
2
/gi vi mt
cong b mt ln
hn 20m;
- Lng khí lc ti
-  sch b mt
t tiêu chun
SA.25 (Tiêu
chun Vit nam
TCXDVN 334:
2005 )
- Kh nng lc
bi: theo tiêu
chun VN 5339-
2005 vi hiu
sut thu hi >
90%;

3
/gi;
- T l thu hi
ht NIX tái s
dng là 40%;
- Thit b phi d
s dng. Thao
tác vn hành n
gin;
- Nhit  hot
ng: 0 –45
0
C;
-  m : 90%

b) Sn phm Dng II:
Yêu cu khoa hc
cn t

S
TT
Tên sn phm

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú

1

chc nng
tính toán iu
khin h
thng, giao
din ni ghép,
có cu trúc
MODUL, có
tính m
chc nng
tính toán iu
khin h
thng, giao
din ni ghép,
có cu trúc
MODUL, có
tính m
3 Hng dn s dng thit
b
Tài liu
hng dn chi
tit, c th
giúp ngi s
dng có th
nhanh chóng
thao tác s
dng thit b.
Tài liu
hng dn chi
tit, c th
giúp ngi s


Theo
k hoch
Thc t
t c
S lng, ni
công b
(Tạp chí, nhà
xuất bản)
16
1
Các bài báo m bo các
ni dung mi,
sáng to
01 bài báo
m bo các
ni dung mi,
sáng to d) Kt qu ào to:
S lng
S
TT
Cp ào to, Chuyên
ngành ào to
Theo k
hoch
Thc t t
c


2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mc công ngh và mc  nm vng, làm ch, so sánh vi trình
 công ngh so vi khu vc và th gii…)
To ra sn phm thit b mi trong lnh vc óng và sa cha tàu thuyn .
17
Trong các ni dung nghiên cu trin khai ca  tài có s kt hp vi các lnh
vc KHCN khác có liên quan nh CNTT, công ngh in t, công ngh làm
sch, công ngh lc bi, công ngh robot,o lng, iu khin t ng vv
Các kt qu ca  tài s có s tác ng kích thích s phát trin ng dng ca
các lnh vc ó.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiu qu làm li tính bng tin d kin do  tài, d án to ra so vi các
sn phm cùng loi trên th trng…)
Vic làm ch công ngh ch to thit b t ng làm sch b mt và sn thành v
tàu nhm gim thiu ô nhim môi trng bng nng lc ni sinh s to ra các h
th
ng vi giá thành hp lý, áp dng c rng rãi cho nhiu i tng, tit kim
ngân sách cho nhà nc. c bit, vi vic ch to theo hng môun m, cho
phép ci to các thit b sn có ti các nhà máy, gim thiu kinh phí u t mi
và m bo c s ô nhim môi trng s mang li hiu qu to ln v nhiu
mt . Vic m bo ch
ng ô nhim môi trng s mang li li ích lâu dài cho t
nc và cho ngành óng và sa cha tàu, tng kh nng tip nhn sa cha, hoán
ci các tàu thuyn mà không lo v vn  ô nhim cho môi trng nh hin nay.
Vic to ra thit b gii phóng ngi lao ng trong các công vic nguy him,
c hi, nhàm chán và gim thiu ô nhim môi trng nhm tng nng lc cnh

k tng th.
Nghiên cu thit k các
c cu tay máy.
Nghiên cu thit k h
cabin lc bi cha tay
máy
Ln 2: Ch to tay máy
phun ht NIX và sn thành
v tàu.
Ch to cabin lc bi cha
tay máy.
Nghiên cu, thit k, ch
to t iu khin tay máy
Vit chng trình iu
khin tay máy
Ch to tay máy phun ht
NIX và sn thành v tàu.
Ch to cabin lc bi
cha tay máy.
Nghiên cu, thit k, ch
to t iu khi
n tay máy
Vit chng trình iu
khin tay máy
Ln 3: Nghiên cu thit k,
ch to b iu khin xe
nâng áp ng yêu cu ca
 tài.
Nghiên cu thit k, ch to
b iu khin trung tâm h

thin.
Ln 3 19/08/2010  tài ã bám sát ni
dung, mc tiêu ã ng
ký trong tin  thc
hin hp ng. Cn tng
cng công tác th
nghim

Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)

Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)
20
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……………………………………………………………………. 28
I. TÍNH BC THIT CA  TÀI……………………………………… 28
1. ánh giá tng quan tình hình nghiên cu thuc lnh vc ca  tài…… 28
2. Tính cp thit ca  tài……………………………………………… 35
II. MC TIÊU CA  TÀI……………………………………………… 35
1. Mc tiêu chung ca  tài………………………………………………. 35
2. Mc tiêu, yêu cu c th ca  tài…………………………………… 36
III. NI DUNG NGHIÊN CU ……………………………………………. 36
IV. CÁCH TIP CN, PHNG PHÁP NGHIÊN CU, K THUT S
DNG VÀ TRIN KHAI  TÀI………………………………………….
39

2.3.3. Tính động học ngược cho tay máy…………………………………. 76
2.3.4. Độ dịch chuyển của đầu vòi trên quỹ đạo zic-zắc…………………. 80
2.4. Xác nh qu o chuyn ng ca tay máy thông qua camera……… 85
2.4.1. Đặt vấn đề…………………………………………………………. 85
2.4.2. Xây dựng quỹ đạo đầu vòi thông qua xử lý ảnh…………………… 85
2.5. H iu khin servo Delta 89
2.5.1. Lựa chọn động cơ và bộ điều khi
ển……………………………… 89
2.5.2. Bộ điều khiển động cơ servo của Delta…………………………… 90
2.6. Thit k h iu khin tay máy………………………………………… 98
2.6.1. Sơ đồ khối hệ điều khiển…………………………………………… 98
2.6.2. Thit k phn cng………………………………………………… 99
2.6.3. Thiết kế phần mềm điều khiển…………………………………… 100

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO CABIN KÍN
CHỨA TAY MÁY………………………………………………………….
107
3.1. Mô t chc nng……………………………………………………… 107
3.1.1. Các đặ
c điểm, chức năng và thông số cơ bản của cabin………… 107
3.1.2. Các đặc điểm của hệ thống lọc bụi………………………………… 107
3.1.3. Các tham số chính của cabin lọc bụi………………………………. 107
3.2. Nghiên cu thit k b lc bi cho cabin kín………………………… 108
3.2.1. Các khái niệm và phương pháp lọc bụi…………………………… 109
3.2.2. Các thông số đặc trưng của thiết bị lọc bụi……………………… 110
3.2.3. Một số thiết bị lọc bụi hiệ
n đang được sử dụng……………………. 111
3.2.4. Thiết kế bộ lọc bụi cabin…………………………………………… 123
3.3. Nghiên cu thit k h cabin kín……………………………………… 124
3.4. Thit k t iu khin các chc nng trong cabin kín………………… 127

5.1.1. Các đặc điểm, chức năng và thông số cơ bản của trung tâm điều khiển hệ thống 174
5.1.2. Các đặc điểm của trung tâm điều khiển hệ thống………………… 174
5.1.3. Các yêu cầu, chỉ tiêu kỹ thuật chính……………………………… 175
5.2. La chn gii pháp ch to và cu hình ca trung tâm iu khin h
thng máy làm sch………………………………………………………….
175
5.3. Thit k chi ti
t…………………………………………………………. 177
5.3.1. Thiết kế chế tạo trung tâm điều khiển……………………………… 177
5.1.2. Các đặc điểm của trung tâm điều khiển hệ thống………………… 179
5.3.3. Xây dựng giao thức truyền thông giữa PLC điều khiển trung tâm
và PLC điều khiển tay máy và cabin………………………………………
181
5.3.4. Xây dựng phần mềm điều khiển hệ thống cài đặt cho máy tính nhúng… 184
5.4. Các kt qu t c…………………………………………………… 191

CHƯƠNG 6: CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢ
C CỦA ĐỀ TÀI……………
192
6.1. Các kt qu khoa hc công ngh ã t c………………………… 192
6.2. So sánh kt qu t c vi các ch tiêu k thut ch yu ã ng ký 193
6.3. Công tác ào to hun luyn……………………………………………. 196
6.4. Công b sn phm……………………………………………………… 197
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………… 198
HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………… 199
23
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 0-1. H thng làm sch Hull Jet 60………………………………… 31
Hình 0-2. H thng Robotic Bridge Maintenance System…………………. 32

Hình 2-27. Logic và cu trúc iu khin v trí…………………………… 92
Hình 2-28. S  u ni 1 pha……………………………………………. 93
Hình 2-29. S  u ni 3 pha……………………………………………. 93
Hình 2-30. u ni Amplifier & encoder………………………………… 94
24
Hình 2-31. Biu din th t chân trên u ni DB25(CN1)……………… 94
Hình 2-32. Cu hình chân iu khin………………………………………. 95
Hình 2-33. u ra báo li ca Amplifier…………………………………… 96
Hình 2-34. Cng truyn thông RS232……………………………………… 96
Hình 2-35. S  u ni ch  iu khin v trí…………………………. 97
Hình 2-36. S  khi h iu khin tay máy……………………………… 98
Hình 2-37. Khi ngun iu khin và công sut…………………………… 99
Hình 2-38. Khi chuyn mc tín hiu siêu âm…………………………… 99
Hình 2-39. Khi iu khin PLC…………………………………………… 100
Hình 2-40. Lu  thut toán tng quát……………………………………. 102
Hình 2-41. Lu  thut x lý ch  iu khin bng tay………………… 103
Hình 2-42. Lu  thut x lý ch  iu khin t ng…………………. 104
Hình 2-43. Lu  iu khin vòi phun theo qu o mc nh…………… 105
Hình 2-44. Lu  iu khin vòi phun theo biên dng thu c t camera…… 106
Hình 3-1. Bung lng bi dng hp lo
i n gin…………………………. 111
Hình 3-2. Các loi bung lng bi…………………………………………. 112
Hình 3-3. Cu to lc bi Xilô…………………………………………… 113
Hình 3-4. Thit b lc bi kiu quán tính………………………………… 114
Hình 3-5. Thit b lc bi túi vi…………………………………………… 116
Hình 3-6. Cu to thit b lc bi kiu li………………………………… 117
Hình 3-7. Lp ghép b lc bi kiu li…………………………………… 118
Hình 3-8. B lc bi thùng quay…………………………………………… 119
Hình 3-9. Thit b lc bi kiu si…………………………………………. 120
Hình 3-10. Thit b l

Hình 4-20. Mô t van tit lu………………………………………… 148
Hình 4-21. Van tit lu 2 chiu…………………………………………… 148
Hình 4-22. Van tit lu mt chi
u………………………………………… 149
Hình 4-23. B n tc……………………………………………………… 150
Hình 4-24. Thành phn c cu chnh hng……………………………… 150
Hình 4-25. Các tín hiu tác ng…………………………………………… 151
Hình 4-26. Kí hiu van o chiu………………………………………… 152
Hình 4-27. S  khi h thng iu khin xe…………………………… 152
Hình 4-28. Mt máy trung tâm iu khin xe nâng………………………
153
Hình 4-29. B iu khin PLC……………………………………………
153
Hình 4-30. S  cm bin in tr o góc………………………………
154
Hình 4-31. Encoder xácnh  dài chuyn ng………………………….
155
Hình 4-32. Dng sóng u ra c
a encoder…………………………………
156
Hình 4-33. Cm bin siêu âm………………………………………………
156
Hình 4-34. Gin  xung thi gian ca cm bin siêu âm…………………
157
Hình 4-35. Cabin lc bi c gn siêu âm và hn biên…………………
158
Hình 4-36. Lu  xác nh khong cách………………………………….
159
Hình 4-37. S  khi c & chuyn i góc………………………………
160